[PDF] DEVOIR SURVEILLE N° 1 – SCIENCES PHYSIQUES

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NOM Prénom : le 22.09.2010

TS Spécialité :

DEVOIR SURVEILLE N° 1 - SCIENCES PHYSIQUES

Exercice n° 1 : (1 points)

Quelles sont les conditions de Gauss dans lesquelles les lentilles doivent être utilisées ?

Exercice n° 2:

(9 points)

On suppose que l"objectif d"un appareil photographique peut être modélisé par une lentille mince

convergente de distance focale f = 50,0 mm.

1. a) Calculer la vergence de la lentille et donner son unité.

b) Par quelle expérience simple peut-on vérifier la distance focale de la lentille. - Comment peut-on reconnaître une lentille convergente ?

2. On photographie une tour, de hauteur AB = 20,0 m, située à 100 m de l"objectif.

a) Calculer, en appliquant la relation de conjugaison, la position de la pellicule photo par rapport à

l"objectif. b) Pourquoi le résultat trouvé était-il prévisible ? c) Calculer la hauteur de l"image de la tour sur la pellicule.

3. On photographie maintenant un personnage situé à 2,00 m de l"objectif.

a) Déterminer la nouvelle position à donner à la pellicule par rapport à l"objectif.

b) Le personnage mesurant 1,80 m et les dimensions utiles de la pellicule étant 24 mm x 36 mm, peut-on

obtenir l"image entière du sujet photographié ?

Exercice n° 3: (5 points)

Optiquement l"oeil humain peut être réduit à une lentille convergente (le cristallin) placée à 17 mm d"un écran (la rétine).

1. Déterminer la vergence d"un oeil (normal) au repos : c"est-à-dire observant à

l"infini.

2. Pour voir nettement un objet proche, l"oeil accommode : les muscles ciliaires

augmentent la courbure du cristallin afin que l"image se forme sur la rétine. Calculer la vergence de l"oeil observant un objet placé à 25 cm de son cristallin.

3. Quelle différence peut-on faire entre un appareil photographique et l"oeil

quant à la manière d"effectuer la mise au point de l"image ?

Exercice n° 4:

(5 points)

Une lentille convergente donne d"un objet AB une image A"B" renversée, deux fois plus grande que l"objet

et située à 1,80 m de celui-ci.

1. Faire un schéma (échelle 1/10 selon l"axe optique) : placer l"objet et l"image (on prendra AB = 1 cm) ;

tracer le rayon permettant de situer le centre optique O de la lentille puis les rayons permettant de

placer les foyers.

2. Préciser, sans calcul :

a) la distance objet-lentille, b) la distance focale et la vergence de la lentille utilisée.

Exercice n° 1 :

• Les rayons sont peu écartés de l'axe optique, pour cela on utilise un diaphragme. • Les rayons sont peu inclinés de l'axe optique.

Exercice n° 2 :

1. a- la vergence est l'inverse de la distance focale exprimée en mètre

C= 1/ 0,050 =

20.0 dioptries.

b- Pour trouver rapidement une valeur approchée de la distance focale réaliser l'image d'un objet a l'infini. Ex image d'un paysage sur un écran derrière la lentille. La distance lentille écran est la distance focale. Une lentille convergente est une lentille aux bords plus minces qu'au centre.

2. a. On fait un petit schéma sans échelle pour préciser les notations

La relation de conjugaison s'écrit :

1 OA' - 1

OA = 1

OF' avec OF' = f = 50,0?10-3 m et OA = - 100 m. 1 OA' = 1

OF' + 1

OA = OA + OF'

OF' x OA

? OA' = OF' x OA

OA + OF'

= 50?10 -3 x (-100) (-100 + 50?10 -3) =

5,00?10

-2 m

b) OA >> OF' : on peut considérer que l'objet est à l'infini et donc son image se forme dans le

plan focal image. c) Relation de grandissement :

γ = A'B'

AB = OA' OA ? A'B' = AB x OA' OA

20 x 5,00?10

-2 -100 = - 1,00?10-2 m

3. Mêmes calculs mais avec OA

1 = - 2 m, ce qui conduit à : OA'

1 = 5,13?10-2 m et A'

1B' 1 =

46,1 mm

la pellicule faisant 24 mm sur 36 mm, on ne peut obtenir l'image complète du sujet. Rq : la diagonale de la pellicule fait 43 mm.

Exercice n° 3 :

1. L'oeil observe un objet à l'infini ? l'image est dans le plan focal image et donc

OA' = OF' = 17 mm ; la vergence de l'oeil est : c = 1

OF' = 1

17?10-3 _ 59 δ

2. 1 OA' - 1

OA = 1

OF' avec OA' = 17 mm et OA = - 25 cm ? c' = 1

0,017 -

1 -0,25 = 63 δ

3. Dans un appareil photo (sans zoom) on modifie la distance lentille-écran pour faire la mise

au point tandis que dans l'oeil cette distance ne change pas, c'est la vergence de la lentille qui change.

Exercice n° 4 :

Attention à l'échelle pour donner les résultats : OF' = 40 cm et c = 1 f' = 1

0,4 = 2,5 δ

1 1 0.5 0.5 0.25 0.5 0.25 0.5 1 1 2.5 1 1 1 2 1 3.5 1.5quotesdbs_dbs32.pdfusesText_38

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